CN216642615U - 一种油缸精确定位控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油缸精确定位控制系统，具体涉及油缸精确定位领域，包括中心控制模块，所述中心控制模块的输出端设置有液压油缸定位模块，所述中心控制模块的输入端设置有信号传输模块，本实用新型通过系统使用PLC作为控制器，PLC控制灵活，响应速度快；使用电液比例换向阀控制油缸动作，电液比例换向阀可以根据输入控制信号的变化去控制油缸速度的变化，并且响应速度快；使用磁致伸缩移传感器来实时检测油缸活塞位置，磁致伸缩位移传感器精度高，抗干扰能力强，响应速度快；利用触摸屏去输入和显示设备所需参数，系统利用以上元器件结合PLC控制器做闭环PID控制，利用PID控制算法的特性以及高速的响应来实现对油缸的快速并精确的定位控制。

Description

一种油缸精确定位控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及油缸精确定位领域，具体涉及一种油缸精确定位控制系统。

背景技术

目前油压定径机设备一般使用一个油缸带动模具去实现产品件整径、定径等功能，而设备的精度主要由油缸的定位精度决定。关于油缸定位方面，大部分采用的是靠电子限位开关结合机械硬限位来起到定位作用，油缸一般采用的是普通电磁换向阀来进行控制。这样油缸定位非常不方便，在更换产品时，需要多次调节电子限位和机械硬限位，来匹配当前产品使用需求，特别麻烦，而且耽误大量时间，并且可靠性也得不到保障。

发明内容

为此，本实用新型实施例提供一种油缸精确定位控制系统，通过系统使用PLC作为控制器，PLC控制灵活，响应速度快；使用电液比例换向阀控制油缸动作，电液比例换向阀可以根据输入控制信号的变化去控制油缸速度的变化，并且响应速度快；使用磁致伸缩移传感器来实时检测油缸活塞位置，磁致伸缩位移传感器精度高，抗干扰能力强，响应速度快；利用触摸屏去输入和显示设备所需参数，系统利用以上元器件结合PLC控制器做闭环PID控制，利用PID控制算法的特性以及高速的响应来实现对油缸的快速并精确的定位控制，以解决现有技术中由于油缸定位可靠性差导致的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种油缸精确定位控制系统，包括中心控制模块，所述中心控制模块的输出端设置有液压油缸定位模块，所述中心控制模块的输入端设置有信号传输模块，所述中心控制模块的输出端设置有异常报警模块，所述液压油缸定位模块的输入端设置有液压油缸校准模块，所述中心控制模块的输入端设置有程序输入模块，所述中心控制模块的输入端设置有程序切换模块，所述中心控制模块的输入端设置有工作监控模块，所述中心控制模块的输出端设置有维护模块，所述液压油缸定位模块的输出端与信号传输模块的输入端电性连接，所述工作监控模块的输出端与维护模块的输入端电性连接，所述工作监控模块的内部设置有视频监控模块、环境监控模块与记录模块，所述中心控制模块内部设置有PLC控制器，所述液压油缸定位模块的内部设置有液压油缸与比例换向阀，所述异常报警模块的内部设置有报警器，所述视频监控模块的内部设置有监控器，所述信号传输模块的内部设置有磁致伸缩位移传感器，所述程序切换模块的内部设置有触摸屏。

进一步地，所述中心控制模块通过闭环PID控制，利用PID控制算法的特性以及高速的响应来实现对液压油缸的快速并精确的定位控制。

进一步地，所述液压油缸定位模块通过使用磁致伸缩位移传感器控制液压油缸动作，磁致伸缩位移传感器可以根据输入控制信号的变化去控制液压油缸速度的变化，用于对液压油缸进行定位。

进一步地，所述信号传输模块通过磁致伸缩位移传感器用于实时检测液压油缸活塞位置，同时通过将液压油缸的位置信息传递到中心控制模块，所述异常报警模块用于在液压油缸工作出现故障时发出警报，同时通过中心控制模块停止液压油缸的动作。

进一步地，所述液压油缸校准模块通过中心控制模块内部程序对液压油缸进行测试，用于检测液压油缸通过程序控制数据是否准确，出现偏差时通过液压油缸校准模块进行调整。

进一步地，所述程序输入模块用于根据工作需求进行程序编写，然后通过外接设备将准备的程序输入到PLC控制器内部。

进一步地，所述程序切换模块通过触摸屏输入相应的数据参数，并且根据工作需求选择PLC控制器内部对应程序，并且可以调整设备的功能数据。

进一步地，所述工作监控模块用于对液压油缸工作过程各项数据的监控，通过视频监控模块内部的监控器对液压油缸的工作过程进行视频监控，所述环境监控模块的内部设置有温湿度传感器，通过环境监控模块内部的温湿度传感器对液压油缸的工作环境的温湿度进行监控，通过记录模块用于记录液压油缸的工作时间与次数。

进一步地，所述维护模块根据记录模块记录液压油缸的工作时间与次数对液压油缸进行维护，维护时通过中心控制模块开启维护模块内部润滑油输送系统。

进一步地，所述液压油缸定位模块2的内部设置有主机，所述液压油缸14安装在主机中间下方位置，带动磁致伸缩位移传感器15安装于液压油缸14侧面，所述PLC控制器13安装于主机正面下方电气箱内，所述触摸屏19安装于主机上面的可移动操作面板内，所述比例换向阀18安装于主机后面。

本实用新型实施例具有如下优点：

通过系统使用PLC作为控制器，PLC控制灵活，响应速度快；使用电液比例换向阀控制油缸动作，电液比例换向阀可以根据输入控制信号的变化去控制油缸速度的变化，并且响应速度快；使用磁致伸缩移传感器来实时检测油缸活塞位置，磁致伸缩位移传感器精度高，抗干扰能力强，响应速度快；利用触摸屏去输入和显示设备所需参数，系统利用以上元器件结合PLC控制器做闭环PID控制，利用PID控制算法的特性以及高速的响应来实现对油缸的快速并精确的定位控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型提供的整体系统框图。

图2为本实用新型提供的工作监控模块的系统框图。

图3为本实用新型提供的系统工作状态的网络拓扑图。

图4为本实用新型提供的系统控制流程图。

图中：1、中心控制模块；2、液压油缸定位模块；3、信号传输模块；4、异常报警模块；5、液压油缸校准模块；6、程序输入模块；7、程序切换模块；8、工作监控模块；9、维护模块；10、视频监控模块；11、环境监控模块；12、记录模块；13、PLC控制器；14、液压油缸；15、磁致伸缩位移传感器；16、报警器；17、监控器；18、比例换向阀；19、触摸屏。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照说明书附图1-4，该实施例的一种油缸精确定位控制系统，包括中心控制模块1，所述中心控制模块1的输出端设置有液压油缸定位模块2，所述中心控制模块1的输入端设置有信号传输模块3，所述中心控制模块1的输出端设置有异常报警模块4，所述液压油缸定位模块2的输入端设置有液压油缸校准模块5，所述中心控制模块1的输入端设置有程序输入模块6，所述中心控制模块1的输入端设置有程序切换模块7，所述中心控制模块1的输入端设置有工作监控模块8，所述中心控制模块1的输出端设置有维护模块9，所述液压油缸定位模块2的输出端与信号传输模块3的输入端电性连接，所述工作监控模块8的输出端与维护模块9的输入端电性连接，所述工作监控模块8的内部设置有视频监控模块10、环境监控模块11与记录模块12，所述中心控制模块1内部设置有PLC控制器13，所述液压油缸定位模块2的内部设置有液压油缸14与比例换向阀18，所述异常报警模块4的内部设置有报警器16，所述视频监控模块10的内部设置有监控器17，所述信号传输模块3的内部设置有磁致伸缩位移传感器15，所述程序切换模块7的内部设置有触摸屏19。

进一步地，所述中心控制模块1通过闭环PID控制，利用PID控制算法的特性以及高速的响应来实现对液压油缸14的快速并精确的定位控制。

进一步地，所述液压油缸定位模块2通过使用磁致伸缩位移传感器15控制液压油缸14动作，磁致伸缩位移传感器15可以根据输入控制信号的变化去控制液压油缸14速度的变化，用于对液压油缸14进行定位。

进一步地，所述信号传输模块3通过磁致伸缩位移传感器15用于实时检测液压油缸14活塞位置，同时通过将液压油缸14的位置信息传递到中心控制模块1，所述异常报警模块4用于在液压油缸14工作出现故障时发出警报，同时通过中心控制模块1停止液压油缸14的动作。

进一步地，所述液压油缸校准模块5通过中心控制模块1内部程序对液压油缸14进行测试，用于检测液压油缸14通过程序控制数据是否准确，出现偏差时通过液压油缸校准模块5进行调整。

进一步地，所述程序输入模块6用于根据工作需求进行程序编写，然后通过外接设备将准备的程序输入到PLC控制器13内部。

进一步地，所述程序切换模块7通过触摸屏19输入相应的数据参数，并且根据工作需求选择PLC控制器13内部对应程序，并且可以调整设备的功能数据。

进一步地，所述工作监控模块8用于对液压油缸14工作过程各项数据的监控，通过视频监控模块10内部的监控器17对液压油缸14的工作过程进行视频监控，所述环境监控模块11的内部设置有温湿度传感器，通过环境监控模块11内部的温湿度传感器对液压油缸14的工作环境的温湿度进行监控，通过记录模块12用于记录液压油缸14的工作时间与次数。

进一步地，所述维护模块9根据记录模块12记录液压油缸14的工作时间与次数对液压油缸14进行维护，维护时通过中心控制模块1开启维护模块9内部润滑油输送系统。

进一步地，所述液压油缸定位模块2的内部设置有主机，所述液压油缸14安装在主机中间下方位置，带动磁致伸缩位移传感器15安装于液压油缸14侧面，所述PLC控制器13安装于主机正面下方电气箱内，所述触摸屏19安装于主机上面的可移动操作面板内，所述比例换向阀18安装于主机后面。

实施场景具体为：本实用新型中心控制模块1采用PLC作为控制器，使用液压油缸定位模块2内的比例换向阀18控制液压油缸14动作，比例换向阀18可以根据输入控制信号的变化去控制液压油缸14速度的变化，并且响应速度快，使用信号传输模块3内的磁致伸缩移传感器15来实时检测油缸活塞位置，系统在使用时，先通过程序输入模块6将准备的程序输入，然后根据通过程序切换模块7内触摸屏19对程序进行选择切换，在工作前，通过液压油缸校准模块5，对每个程序进行测试，检测液压油缸14工作时设定值与实际值是否会有偏差，如果数据出现偏差，则立刻进行数据调整，直到准确无误，PLC通过PID算法来实现闭环控制，PID算法通过比例控制、积分控制和微分控制共同实现，其目的是让液压油缸实际位置快速接近并等于目标值，从而实现精确控制和精确定位，触摸屏上可以设置设备的基本参数以及PID控制参数，并且利用配方功能设置多种不同参数，这些参数可以进行切换，在切换产品时将其对应的参数下载到PLC控制器13中即可，PLC控制器13接收磁致伸缩位移传感器15的4-20mA模拟量信号，控制电液比例换向阀18使用0-10V的模拟量信号，与触摸屏19使用RS485方式通讯，当液压油缸14的工作位置出现偏差时，信号传输模块3内的磁致伸缩位移传感器15立刻会将液压油缸14的位置信息传递到PLC控制器13内，PLC控制器13判断液压油缸14的位置出现偏差后会立刻启动异常报警模块4内的报警器16，提醒工作人员前往处理，同时会立刻停止液压油缸14的动作，避免造成损失，液压油缸14在工作时，会通过工作监控模块8进行数据监控，通过视频监控模块10内的监控器17拍摄液压油缸14工作的视频，通过环境监测模块11内温湿度传感器监测液压油缸14的工作温度与湿度，通过记录模块12来记录液压油缸14工作的次数与时间，在维护模块9内设有固定的周期，当液压油缸14工作时间或次数达特定数值时，维护模块9就会启动，通过润滑油输送系统，在液压油缸14的关节部分注入润滑油进行维护，增加了液压油缸14的使用寿命。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种油缸精确定位控制系统，包括中心控制模块（1），其特征在于：所述中心控制模块（1）的输出端设置有液压油缸定位模块（2），所述中心控制模块（1）的输入端设置有信号传输模块（3），所述中心控制模块（1）的输出端设置有异常报警模块（4），所述液压油缸定位模块（2）的输入端设置有液压油缸校准模块（5），所述中心控制模块（1）的输入端设置有程序输入模块（6），所述中心控制模块（1）的输入端设置有程序切换模块（7），所述中心控制模块（1）的输入端设置有工作监控模块（8），所述中心控制模块（1）的输出端设置有维护模块（9），所述液压油缸定位模块（2）的输出端与信号传输模块（3）的输入端电性连接，所述工作监控模块（8）的输出端与维护模块（9）的输入端电性连接，所述工作监控模块（8）的内部设置有视频监控模块（10）、环境监控模块（11）与记录模块（12），所述中心控制模块（1）内部设置有PLC控制器（13），所述液压油缸定位模块（2）的内部设置有液压油缸（14）与比例换向阀（18），所述异常报警模块（4）的内部设置有报警器（16），所述视频监控模块（10）的内部设置有监控器（17），所述信号传输模块（3）的内部设置有磁致伸缩位移传感器（15），所述程序切换模块（7）的内部设置有触摸屏（19）。

2.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述中心控制模块（1）通过闭环PID控制，利用PID控制算法的特性以及高速的响应来实现对液压油缸（14）的快速并精确的定位控制。

3.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述液压油缸定位模块（2）通过使用磁致伸缩位移传感器（15）控制液压油缸（14）动作，磁致伸缩位移传感器（15）根据输入控制信号的变化去控制液压油缸（14）速度的变化，用于对液压油缸（14）进行定位。

4.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述信号传输模块（3）通过磁致伸缩位移传感器（15）用于实时检测液压油缸（14）活塞位置，同时通过将液压油缸（14）的位置信息传递到中心控制模块（1），所述异常报警模块（4）用于在液压油缸（14）工作出现故障时发出警报，同时通过中心控制模块（1）停止液压油缸（14）的动作。

5.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述液压油缸校准模块（5）通过中心控制模块（1）内部程序对液压油缸（14）进行测试，用于检测液压油缸（14）通过程序控制数据是否准确，出现偏差时通过液压油缸校准模块（5）进行调整。

6.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述程序输入模块（6）用于根据工作需求进行程序编写，然后通过外接设备将准备的程序输入到PLC控制器（13）内部。

7.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述程序切换模块（7）通过触摸屏（19）输入相应的数据参数，并且根据工作需求选择PLC控制器（13）内部对应程序，并且调整设备的功能数据。

8.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述工作监控模块（8）用于对液压油缸（14）工作过程各项数据的监控，通过视频监控模块（10）内部的监控器（17）对液压油缸（14）的工作过程进行视频监控，所述环境监控模块（11）的内部设置有温湿度传感器，通过环境监控模块（11）内部的温湿度传感器对液压油缸（14）的工作环境的温湿度进行监控，通过记录模块（12）用于记录液压油缸（14）的工作时间与次数。

9.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述维护模块（9）根据记录模块（12）记录液压油缸（14）的工作时间与次数对液压油缸（14）进行维护，维护时通过中心控制模块（1）开启维护模块（9）内部润滑油输送系统。

10.根据权利要求1所述的一种油缸精确定位控制系统，其特征在于：所述液压油缸定位模块（2）的内部设置有主机，所述液压油缸（14）安装在主机中间下方位置，带动磁致伸缩位移传感器（15）安装于液压油缸（14）侧面，所述PLC控制器（13）安装于主机正面下方电气箱内，所述触摸屏（19）安装于主机上面的可移动操作面板内，所述比例换向阀（18）安装于主机后面。

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